/**
 ****************************************************************************************************
 * @file        malloc.c
 * @author      正点原子团队(ALIENTEK)
 * @version     V1.0
 * @date        2022-09-06
 * @brief       内存管理 驱动
 * @license     Copyright (c) 2020-2032, 广州市星翼电子科技有限公司
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 * @attention
 *
 * 实验平台:正点原子 阿波罗 H743开发板
 * 在线视频:www.yuanzige.com
 * 技术论坛:www.openedv.com
 * 公司网址:www.alientek.com
 * 购买地址:openedv.taobao.com
 *
 * 修改说明
 * V1.0 20220906
 * 第一次发布
 *
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 */

#include "malloc.h"

/* 内存池(64字节对齐) */
static __ALIGNED(64) uint8_t mem1base[MEM1_MAX_SIZE];                                                         /* 内部SRAM内存池 */
static __ALIGNED(64) uint8_t mem2base[MEM2_MAX_SIZE] __attribute__((section(".bss.ARM.__at_0XC01F4000")));    /* 外部SDRAM内存池,前面2M给LTDC用了(1280*800*2) */
static __ALIGNED(64) uint8_t mem3base[MEM3_MAX_SIZE] __attribute__((section(".bss.ARM.__at_0x30000000")));    /* 内部SRAM1+SRAM2内存池 */
static __ALIGNED(64) uint8_t mem4base[MEM4_MAX_SIZE] __attribute__((section(".bss.ARM.__at_0x38000000")));    /* 内部SRAM4内存池 */
static __ALIGNED(64) uint8_t mem5base[MEM5_MAX_SIZE] __attribute__((section(".bss.ARM.__at_0x20000000")));    /* 内部DTCM内存池 */
static __ALIGNED(64) uint8_t mem6base[MEM6_MAX_SIZE] __attribute__((section(".bss.ARM.__at_0x00000000")));    /* 内部ITCM内存池 */

/* 内存管理表 */
static MT_TYPE mem1mapbase[MEM1_ALLOC_TABLE_SIZE];                                                            /* 内部SRAM内存池MAP */
static MT_TYPE mem2mapbase[MEM2_ALLOC_TABLE_SIZE] __attribute__((section(".bss.ARM.__at_0XC1E30000")));       /* 内部CCM内存池MAP */
static MT_TYPE mem3mapbase[MEM3_ALLOC_TABLE_SIZE] __attribute__((section(".bss.ARM.__at_0X3003C000")));       /* 外部SRAM内存池MAP */
static MT_TYPE mem4mapbase[MEM4_ALLOC_TABLE_SIZE] __attribute__((section(".bss.ARM.__at_0X3800F000")));       /* 内部CCM内存池MAP */
static MT_TYPE mem5mapbase[MEM5_ALLOC_TABLE_SIZE] __attribute__((section(".bss.ARM.__at_0X2001E000")));       /* 外部SRAM内存池MAP */
static MT_TYPE mem6mapbase[MEM6_ALLOC_TABLE_SIZE] __attribute__((section(".bss.ARM.__at_0X0000F000")));       /* 内部CCM内存池MAP */


/* 内存管理参数 */
const uint32_t memtblsize[SRAMBANK] = { MEM1_ALLOC_TABLE_SIZE, MEM2_ALLOC_TABLE_SIZE, MEM3_ALLOC_TABLE_SIZE,
                                        MEM4_ALLOC_TABLE_SIZE, MEM5_ALLOC_TABLE_SIZE, MEM6_ALLOC_TABLE_SIZE
                                      };  /* 内存表大小 */

const uint32_t memblksize[SRAMBANK] = { MEM1_BLOCK_SIZE, MEM2_BLOCK_SIZE, MEM3_BLOCK_SIZE,
                                        MEM4_BLOCK_SIZE, MEM5_BLOCK_SIZE, MEM6_BLOCK_SIZE
                                      };  /* 内存分块大小 */

const uint32_t memsize[SRAMBANK] = { MEM1_MAX_SIZE, MEM2_MAX_SIZE, MEM3_MAX_SIZE,
                                     MEM4_MAX_SIZE, MEM5_MAX_SIZE, MEM6_MAX_SIZE
                                   };     /* 内存总大小 */

/* 内存管理控制器 */
struct _m_mallco_dev mallco_dev=
{
    my_mem_init,                                                                         /* 内存初始化 */
    my_mem_perused,                                                                      /* 内存使用率 */
    {mem1base, mem2base, mem3base, mem4base, mem5base, mem6base},                          /* 内存池 */
    {mem1mapbase, mem2mapbase, mem3mapbase, mem4mapbase, mem5mapbase, mem6mapbase},        /* 内存管理状态表 */
    {0, 0, 0, 0, 0, 0}                                                                    /* 内存管理未就绪 */
};

/**
 * @brief       复制内存
 * @param       *des : 目的地址
 * @param       *src : 源地址
 * @param       n    : 需要复制的内存长度(字节为单位)
 * @retval      无
 */
void my_mem_copy(void *des, void *src, uint32_t n)  
{  
    uint8_t *xdes = des;
    uint8_t *xsrc = src; 
    while (n--)*xdes++ = *xsrc++;  
}  

/**
 * @brief       设置内存值
 * @param       *s    : 内存首地址
 * @param       c     : 要设置的值
 * @param       count : 需要设置的内存大小(字节为单位)
 * @retval      无
 */
void my_mem_set(void *s, uint8_t c, uint32_t count)  
{  
    uint8_t *xs = s;  
    while (count--)*xs++ = c;  
}  

/**
 * @brief       内存管理初始化
 * @param       memx : 所属内存块
 * @retval      无
 */
void my_mem_init(uint8_t memx)  
{  
    my_mem_set(mallco_dev.memmap[memx], 0, memtblsize[memx] * 4);  /* 内存状态表数据清零 */
    mallco_dev.memrdy[memx] = 1;                                   /* 内存管理初始化OK */
}

/**
 * @brief       获取内存使用率
 * @param       memx : 所属内存块
 * @retval      使用率(扩大了10倍,0~1000,代表0.0%~100.0%)
 */
uint16_t my_mem_perused(uint8_t memx)  
{  
    uint32_t used = 0;  
    uint32_t i;

    for (i = 0; i < memtblsize[memx]; i++)  
    {  
        if (mallco_dev.memmap[memx][i])
        {
            used++;
        }
    }

    return (used * 1000) / (memtblsize[memx]);  
}

/**
 * @brief       内存分配(内部调用)
 * @param       memx : 所属内存块
 * @param       size : 要分配的内存大小(字节)
 * @retval      内存偏移地址
 *   @arg       0 ~ 0xFFFFFFFE : 有效的内存偏移地址
 *   @arg       0xFFFFFFFF     : 无效的内存偏移地址
 */
uint32_t my_mem_malloc(uint8_t memx, uint32_t size)  
{  
    signed long offset = 0;  
    uint32_t nmemb;                                             /* 需要的内存块数 */
    uint32_t cmemb = 0;                                         /* 连续空内存块数 */
    uint32_t i;

    if (!mallco_dev.memrdy[memx])
    {
        mallco_dev.init(memx);                                  /* 未初始化,先执行初始化 */
    }

    if (size == 0)
    {
        return 0XFFFFFFFF;                                      /* 不需要分配 */
    }
    nmemb = size / memblksize[memx];                            /* 获取需要分配的连续内存块数 */

    if (size % memblksize[memx]) 
    {
        nmemb++;
    }

    for (offset = memtblsize[memx] - 1;offset >= 0; offset--)   /* 搜索整个内存控制区 */
    {
        if (!mallco_dev.memmap[memx][offset])
        {
            cmemb++;                                            /* 连续空内存块数增加 */
        }
        else 
        {
            cmemb = 0;                                          /* 连续内存块清零 */
        }

        if (cmemb == nmemb)                                     /* 找到了连续nmemb个空内存块 */
        {
            for (i = 0; i < nmemb; i++)                         /* 标注内存块非空  */
            {  
                mallco_dev.memmap[memx][offset + i] = nmemb;  
            }

            return (offset * memblksize[memx]);                 /* 返回偏移地址  */
        }
    }

    return 0XFFFFFFFF;                                          /* 未找到符合分配条件的内存块 */
}

/**
 * @brief       释放内存(内部调用)
 * @param       memx   : 所属内存块
 * @param       offset : 内存地址偏移
 * @retval      释放结果
 *   @arg       0, 释放成功;
 *   @arg       1, 释放失败;
 *   @arg       2, 超区域了(失败);
 */
uint8_t my_mem_free(uint8_t memx, uint32_t offset)
{
    int i;

    if (!mallco_dev.memrdy[memx])                   /* 未初始化,先执行初始化 */
    {
        mallco_dev.init(memx);
        return 1;                                   /* 未初始化 */
    }

    if (offset < memsize[memx])                     /* 偏移在内存池内. */
    {
        int index = offset / memblksize[memx];      /* 偏移所在内存块号码 */
        int nmemb = mallco_dev.memmap[memx][index]; /* 内存块数量 */

        for (i = 0; i < nmemb; i++)                 /* 内存块清零 */
        {
            mallco_dev.memmap[memx][index + i] = 0;
        }

        return 0;
    }
    else
    {
        return 2;                                  /* 偏移超区了. */
    }
}

/**
 * @brief       释放内存(外部调用)
 * @param       memx : 所属内存块
 * @param       ptr  : 内存首地址
 * @retval      无
 */
void myfree(uint8_t memx, void *ptr)
{
    uint32_t offset;

    if (ptr == NULL)
    {
        return;     /* 地址为0. */
    }

    offset = (uint32_t)ptr - (uint32_t)mallco_dev.membase[memx];
    my_mem_free(memx, offset);  /* 释放内存 */
}

/**
 * @brief       分配内存(外部调用)
 * @param       memx : 所属内存块
 * @param       size : 要分配的内存大小(字节)
 * @retval      分配到的内存首地址.
 */
void *mymalloc(uint8_t memx, uint32_t size)
{
    uint32_t offset;
    offset = my_mem_malloc(memx, size);

    if (offset == 0xFFFFFFFF)   /* 申请出错 */
    {
        return NULL;            /* 返回空(0) */
    }
    else                        /* 申请没问题, 返回首地址 */
    {
        return (void *)((uint32_t)mallco_dev.membase[memx] + offset);
    }
}

/**
 * @brief       重新分配内存(外部调用)
 * @param       memx : 所属内存块
 * @param       *ptr : 旧内存首地址
 * @param       size : 要分配的内存大小(字节)
 * @retval      新分配到的内存首地址.
 */
void *myrealloc(uint8_t memx, void *ptr, uint32_t size)
{
    uint32_t offset;
    offset = my_mem_malloc(memx, size);

    if (offset == 0xFFFFFFFF)                                                          /* 申请出错 */
    {
        return NULL;                                                                   /* 返回空(0) */
    }
    else                                                                               /* 申请没问题, 返回首地址 */
    {
        my_mem_copy((void *)((uint32_t)mallco_dev.membase[memx] + offset), ptr, size); /* 拷贝旧内存内容到新内存 */
        myfree(memx, ptr);                                                             /* 释放旧内存 */
        return (void *)((uint32_t)mallco_dev.membase[memx] + offset);                  /* 返回新内存首地址 */
    }
}

